（道路与铁道工程专业论文）铁路路基病害实现信息化管理的探讨.pdf

! ! 查奎塑叁堂塑! ：堂丝丝兰卫翌! 一 铁路路基病害实现信息化管理的探讨r 3 9 3 6 7 4 摘要 本文结合兰州铁路局工务管理的实际工作经验，在 总结既有：【= 务管理软件的成功经验和不足的基础上，开 发了一套铁路路基病害管理信息系统。 笔者对铁路路基病害的实际管理工作流程进行了系 统的研究，并对兰州局路基病害的实际现状和近1 0 年 来的路基病害资料和整治资料进行归纳总结，结合相关 课题，开发了路基病害管理信息系统孑实践证明：该系 统的完成为现场的路基炳害管理的实际工作提供了很大 的帮助，极大的提高了劳动生产效率，实现了软件开发 的切了 关键词：铁路，路基痫害，信息化：7 管理 t h es t u d yo nc o m p u t e r i z a t i o no f r a i l w a yr o a d b e d h a z a r d m a n a g e m e n t a b s t r a c t s u m m m i z i n g t h es u c c e s s f u le x p e r i e n c e sa n dd e f e c t s o ft h em a n a g e m e n ts o f t w a r ei ne x i s t e n c e ，t h i sp a p e r i n t e g r a t e st h ee x p e r i e n c e so fo n - t h e - - s p o tm a n a g e m e n ta n d t h ea u t h e rd e v e l o p m e n tan e ws o f t w a r eo f r a i l w a yr o a d b e d hazar dma n a g e 1 1 1en tin f or ma t ior ls y s te m t h ea u t h o rm a k eas y s t e m a t i cs t u d yo nt h e p r a c t i c a j 韭查奎望叁兰! ! ：! ! ! 兰竺堡皇 塑兰 p r o c e s so fr a i l w a y r o a d b e dh a z a r dm a n a g e m e n t a tt h es a m e t i m e ，i n t e g r a t e d w i t ht h ep e r t i n e n tp r o j e c t ，t h ea u t h o r s u m m a r i z e st h er a i l w a yr o a d b e d h a z a r dm a t e r i a la n dd a t ao f l a n z h o ub u r e a ui n1 e c e n t10y e a r s t h ep r a c t i c eh a sp r o v e d ： t h e h o p e o fa u t h o rh a sc o m ei n t or e a l i t y t h ec o m p l e t i o no f t h es y s t e mn o t o n l yp r o v i d e s ag r e a t h e l pf o rt h er o a d b e d h a z a r dm a n a g e m e n tb u ta l s or a i s e st h ep r o d u c t i v i t yh e a v i l y k e yw o r d s ：r a i l w a y , r o a d b e dh a z a r d ，c o m p u t e ri z a t i o n ， m a n a g e m e n t ! ! 查皇望奎兰堡主兰竺丝苎 笙二空堡鱼一 1 1 论文选题的背景 第一章绪论 一铁路运输体制改革的需要 经国务院批准，铁路运输体制改革的目标模式已经确定。其总体 目标是：政企分开，企业重组，市场经营，建立适应社会主义市场经 济的铁路管理体制和经营机制。其基本模式是“网运分离”，即将国 家铁路路网基础设施管理与具有竞争性的铁路客货运输经营分离， 组建国家铁路路网公司及若干个客运公司和货运公司，实行分类管 理。计划用1 0 年左右的时间，分三个阶段完成以“网运分离”为标 志的运输体制改革。 作为铁路基础设施主体的工务设施，毫无疑问地将是“路网公 司”的主体设施，工务管理也自然成为“路网公司”的主要业务。但 我们要看到，目前预测的路网公司功能设置，既包括组织建设和改造 路网，经营管理路网，运输调度指挥，也包括履行政府赋予的宏观调 控任务等。因此，将来的路网公司，是一个由国家控制的，既要承担 一定的政府职能，又要实行企业化经营的组织。他的结构框架，将主 要从管理路网资产、协调指挥运输、制定行业标准和政策等来考虑， 按照政企分开和所有权与经营权分开的思路来设置。也就是说，路网 公司可能担负的任务将是实施路网资产的管理、监督；路网使用费收 取办法的制定、执行；路网能力平衡调配和运输调度指挥；路网基础 设施( 线路、桥隧、路基等) 技术状态监控、检测、提出修理意见： 路网设备相关的工程设计和工程验收等。其中并无组织设备修理的任 务。这就可以看出，将来的工务管理体制将可能向资产管理和设备修 理分离的方向发展。 因此，根据“网运分离”的目标，工务部门在近几年的改革探 北方交通大学硕士学位论文 第一章绪论 索中，要明确发展方向。作为路网公司应侧重于从如何加强工务设备 的管理、监测、提出修理意见上考虑体制变革问题。 这一改革迫切需要科学化的管理体制和现代化的管理方法与之相 适应。 二铁路大发展的需要 据有关部门预测，“十五”期间，我国经济将保持7 左右的增 长速度。据此测算，到2 0 0 5 年，铁路客、货运量将分别达到1 3 亿人 次、1 7 5 亿吨，年均增长速度分别为4 6 、1 1 ；旅客、货物周转 量将达到5 0 0 0 亿人公里、1 3 5 0 0 亿吨公里、年均增长速度分别为2 7 、 1 o ；换算周转量1 8 5 0 0 亿吨公里。同时，货物运输的时效性、多样 性、安全性要求越来越高，旅客运输对快捷性、便利性、舒适性要求 越来越高。 以上形势对工务工作来说，既是一个严峻的挑战，又是一个发展 的机遇。预示着工务要在线桥结构、作业手段、管理技术等方面都须 有跨越式的进步。如何坚持自主创新与引进先进技术相结合，研究丌 发快速、重载线桥配套技术和装备；研究开发高效率作业及检测设备； 研究开发全面、准确、快速、便捷的现代管理信息系统，是工务部门 的一项紧迫任务。 综上所述，进一步加强工务管理的信息化进程是摆在我们面前的 一项重要课题。 1 2 论文选题的意义 笔者在查阅大量国内外铁路工务信息化管理资料的基础上，结 合自身多年在工务管理现场的经验，在铁路工务中路基病害实现信息 化管理方面进行了系统的研究，笔者认为对铁路路基病害信息化管理 的系统研究对我国铁路工务管理，特别是对于铁路路基病害较为严重 2 ! ! 立窒望盔兰堡主兰竺笙塞 兰二童堕堡 的地区具有比较重要的现实意义。 一提高工务技术管理的工作效率 目前，改革铁路运输体制和减员分流是各铁路局乃至全国的一项 重大举措，为顺利完成下岗分流任务，各局都在结合本局实际进行着 工作。但是，应该看到，我们不能只是简单的在人数上完成这个任务， 更要保证生产任务和安全生产的双丰收，那么提高工作效率就是摆在 我们面前的一个突出的任务。就拿兰州铁路局工务处桥路科来说，1 9 9 5 年以前全科有7 个人，有时为突击完成一些季节性或临时性任务，还 要从下面单位抽人助勤。随着减员增效和下岗分流的实施，截止目前， 桥路科只有3 位同志，工作量非但没有减，而且随着上级领导对工作 的要求不断提高，现在的工作反而比以前更多、要求更严。这方面 是人员素质的提高，另一方面，利用计算机管理和处理各种数据发挥 了重大作用。 二掌握设备动态，提供决策依据 作为工务管理的一个重要内容的工务设备技术资料管理是保证铁 路运输安全生产顺利进行的一项必不可少的工作。一方面准确详尽的 技术资料为各级领导的决策提供了可靠依据，尤其在当前全路正在进 行的增收节支、扭亏增盈的工作中，如何使有限的资金用在最需要的 地方发挥了积极作用：另一方面，积累的大量资料为研究和分析设备 变化的规律、病害产生的机理提供了依据。 三重点掌握工务设备病害情况 目前，铁路工务设备技术资料管理方面，已经研制开发了六种软 件，但是都只是把铁路工务各种大维修规则规定的报表以软件汇总的 形式进行计算机表现，只是把以前手工完成的基本资料报表用计算机 完成。但对影响行车安全的工务设备病害情况并没有进行系统、科学 的统计和分析。 北方交通大学硕士学位论文 第一章绪论 按照兰州铁路局工务设备大修的管理办法的规定，工务设备的大 修的提报和审批手续是这样的： 1 各工务段结合春、秋季检查认真进行现场调查，并查核历史资料 及病害观测记录，分析病害成因和发展变化过程，对符合设备大 修的项目，提出大修件名申请。 2 每年四至五月份由工务段将下一年度施工的大修件名申报分局， 对局管件名，经分局审批后于五至六月份报局( 工务处) 。 3 路局根据分局报送的大修工程申请书，结合平时掌握的设备状 态及病害情况，会同分局和工务段进行现场核查。于八月底前审 批完毕。 从以上工作流程可以看出，作为具有权限进行大修项目审批的路 局工务处实际上处于一个两难的位置，具体表现在： 1 从资金上来说，资金紧，不能全面地对全局设备按照设备病害的 轻重缓急来安排。 2 从时间上来说，时间紧，也没有足够的时间在六月至七月间对病害 情况进行现场调查。 因此，建立一套铁路工务路基病害管理信息系统，不但可以弥补 工务设备技术资料管理上的缺陷，而且更可以为现场单位和技术管理 部门架起一座桥梁，为我国铁路运输事业的发展和改革发挥应有的作 用，同时能有效的促进铁路工务实现以信息化为特征的现代化管理。 1 3 论文的主要内容 本论文的主要内容有： 第一章，绪论部分，重点阐述了论文选韪的背景，现实意义以及 本论文的主要内容： 第二章，工务管理信息化现状的研究，在对目前我国已经开发使 用的信息化管理软件进行了比较系统的研究，同时对它们在实际应用 过程中的使用效果进行了比较分析： 4 北方交通大学硕士学位论文 第一章绪论 第三章，工务管理中路基病害管理的研究，对目前我国铁路工务 管理中路基病害管理的实际工作进行了较为系统的研究，同时对相关 铁路病害资料进行了具体的分析； 第四章，路基病害及其防止，对目前我国铁路工务管理过程中所 总结和发现的路基病害种类进行了详细的归类，同时对各种路基病害 相应的处理方法进行较为完整的研究； 第五章，铁路局路基病害管理信息系统的开发和功能介绍，对铁 路工务路基病害管理信息系统的功能和开发的主要技术环节进行了系 统的介绍。 总之，笔者在对铁路工务管理中路基病害进行研究的基础上，结 合现场实际需要，开发了一套铁路路基病害管理信息系统，使兰州局 工务管理部门的路基病害管理基本上实现了信息化。 兰州局工务管理部门在路基病害管理的实际工作中反馈的信息表 明，由笔者开发的铁路路基病害管理信息系统，较好的解决了目前我 国铁路工务管理中路基病害的问题，极大的减少了工务病害管理中手 工劳动以及重复性劳动，提高工务管理部门的效率和信息化水平，为 适时掌握铁路重点铁路路基病害情况提供了第一手的资料，为保证铁 路的安全运营带来了强有力的保障。同时，系统的研究丌发也对我国 铁路工务路基病害实现信息化管理进行一次有益的探索，为促进铁路 工务实现信息化管理作出了积极的贡献。 北方交通大学硕士学位论文第二章_ 丁务管理信息馋的现哒 第二章工务管理信息化的现状 随着社会主义市场经济体制的不断完善和发展，不断的提高行车 速度和服务水平，是我国铁路运输业在激烈的市场竞争中谋求更大的 发展空间的必由之路。 很显然，这势必对铁路工务管理将会提出更高的要求。铁路工务 实现以信息化管理为特征的现代化管理是我国铁路运输业发展的客观 要求。多年来，经过工务管理单位和各科研单位的密切合作和共同努 力，取得了不少的科研成果，针对铁路工务管理的实际需要，已经开 发出了多种工务管理信息系统软件，大部分已经为现场所使用，为铁 路工务管理作出了很大的贡献。 当然，铁路工务管理信息化并不是一蹴而就的，它需要一个不断 完善，不断发展的过程。为了使自己在开发和研究铁路工务病害管理 信息系统中，吸收其他软件的成功经验，避免软件使用过程中存在的 不足问题，有必要对目前已经开发使用的工务信息化管理软件的功能 特点以及使用效果进行比较系统的研究。 截止到现在，工务部门已经开发研制和正在使用的软件共有以下 六种： 1 线路设备汇总管理系统； 2 路基设备台帐管理系统； 3 桥隧设备管理系统； 4 线路秋检管理系统： 5 路基秋检管理系统。 6 桥隧秋检管理系统 6 ! ! 立銮望查兰堡兰丝丝苎 塑三皇三墨筻型堕璺些塑些坚 2 1 常用工务管理信息系统的研究 2 i 1 线路设备汇总管理系统 一系统功能： 1 能够适用于各工务段、分局( 总公司) 、铁路局( 集团公司) 三级 使用； 2 应用该软件可以打印出部工务局统一制定的报表； 3 能够对汇总数据库内的相关数据和各汇总库之阳j 相关数据进 行查错，保证汇总数据的准确性； 4 能够对汇总数据和汇总所需要的基础数据进行必要的管理。 二建立的设备数据库： 1 股道库2 道岔库3 坡度库4 曲线库5 钢轨状态库6 轨枕 库7 站线轨枕库8 道床库9 站线道床库1 0 车站库1 1 道口设备 库1 2 专用线库1 3 人员机构库1 4 立交设备库1 5 线名库 三打印输出的报表： 系统输出的报表主要有：线路设备汇总表之一( 钢轨1 表、钢轨2 表) 、 线路设备汇总表之- - ( 道岔1 表、道岔2 表、道岔2 续表) 、线路设备 汇总表之三( 曲线及坡度) 、线路设备汇总表之四( 轨枕及扣件、轨枕及 扣件续表) 、线路设备汇总表之五( 道床及道口) 、车站汇总表之一( 钢 轨及轨枕) 、车站汇总表之二( 道岔1 表、道贫2 表、道贫2 续表、道 岔3 表、道翁3 续表) 、代维修非路产专用线设备汇总表( 钢轨、综合) 、 工务人员统计表、工务机构统计表、线路设备数量变化说明表、t f 线 起始里程表、工务段的股道表、道岔表、道口登记簿、伤损钢轨统计 表。 四运行环境：主机要求2 8 6 及以上计算机，显示器要求6 4 0 4 8 0 及 以上。西文操作系统：d o s 2 1 d o s 6 2 。中文操作系统：c c d o s 2 1 3 e 、 h 、i , u c d o s 加2 1 3 打印系统。 ! ! 塑窒望查兰堡主兰垡堡壅 笙三里三箜笪些笪星些竺些坚 2 1 2 线路秋枪管理系统 一运行环境：该系统采用f o x b a s e 编程，在u c d o s 或c c d o s 2 1 3 汉字系统下运行。系统要求使用3 8 6 及以上计算机入各种针式、喷墨、 激光宽行打印机。 二系统功能： l 、本系统支持铁道部、铁路局、分局、工务段四级使用。 2 、本系统具有录入、检查、计算、打印、辅助五项功能。 3 、本系统可连续打印所有报表，也可只打印某一种报表或者某 几页报表。 4 、铁路报表可含或不含下属分局长和工务段数据，或只含下属 分局或工务段数据；分局报表可含不含下属工务段数据；工务段报表 可含或不含领工区和工区数据，或只含领工区或工区数据。 5 、本系统可跨世纪使用( 不存在2 0 0 0 年问题) 。 三系统数据库 l 、调查库：线路调查库、道岔调查库 2 、汇总库：工务段汇总库、领工区工区汇总库 3 、伤损库：伤损辙叉库、伤损失轨库、伤损基本轨库、伤损道 龠库 2 1 3 铁路桥隧设备管理系统简介 铁路桥隧设备管理系统是基于w i n d o w s 平台的操作系统，它为 用户提供了友好的界面、简便快捷的操作方式。 一运行环境：操作系统为中文版本的w i n d o w s 9 5 9 8 ，硬件要 求 c p u 建议奔腾1 6 6 m h z 以上内存要求3 2 m b 及以上。硬盘建 议2 0 g b 以上( 对于数据库较大的单位，需使用更大的硬盘) 。 二设备管理系统的特点 1 分级管理，即铁道部、铁路局、铁路分局、工务段四级管理， ! ! 查窒塑盔兰堡主兰垡笙壅 塑三童三箜笪型笪皇些堕些鲨一 根据不同的使用部门，赋予不同的操作功能。 2 操作系统和数据库各自独立，使数据库在可维护性和安全性 上更加灵活、可靠，便于管理。 3 菜单式的操作界面，您只需用鼠标点取相应菜单就可进行所 需的各项操作，彻底免除了操作人员要熟记、查阅、键入各项命令的 麻烦。 4 下拉式选取框为您提供了标准字符，免去了用户用键盘输入 的麻烦，从而保证录入数据的规范，准确和一致性。 5 灵活简便的查询方式，您可在系统提供的选项内选取取所需 的查询条件或键入限值，即或获得某个记录或一定范围内的记录集， 并灵活打印输出数据。 6 您可轻松建立桥梁图片库，与桥梁数据相应的大桥、特大桥 照片可为使用埏年供直观的视觉形象。 三设备管理系统的功能：录入、修改、增加、删除数据库的记 录；数据的逻辑错误检查；单项查询或条件查询；对数据进行汇总及 打印输出各种报表；生成上报数据库文件；接受下属单位数据库文件： 可查询各年度设备的变动情况； 孽2 1 4 桥隧秋检管理系统 本系统软件，是对桥隧秋检数据统计汇总，并打印各种桥隧秋检 状态表，根据需要对任一年度的秋检资料，可随时查询打印，为制定 计划和领导决策提拱可靠依据。 本软件采用f o x d b a s + 及通用的d b a s e i i i 数据库系统，在程 度设计上，以提高系统功能，提高运行速度，节省存储空间，结构灵 活，适应性强为目的；模块设计采用数据性块间联系和功能性块内联 系，增强了模块的独立性。 运行环境：可用于i b m p c ( x t a t ) 及其兼容机上，一个 软盘驱动器或双软盘驱动器及一个硬盘驱动器，内存5 1 2 k b 或6 4 0 k b 9 i ! 塑窒望查兰堡主兰焦堡苎 笙三童三堑笪些笪：垦些竺塑些一 及以上，一台打印机( 型号：m 1 7 2 4 、t h 3 0 7 0 、m 2 0 2 4 及3 2 4 0 等) 。 二系统功能简介： 本软件充分考虑了各种情况，可打印各种桥隧秋检工作报表，表 格考虑到系统不一，采用虚实线两种表格( 初始化可选择) ，表 格线为一字节，可适用工务段，分局及路局级使用。 本软件采用汉字提示操作，较为方便，使略懂计算机的人就可以 很熟练地进行操作。 主要功能包括：秋检数据替换及自检、秋检数据汇总、利用秋检 汇总库打印以下各表、打印失格桥隧涵秋检明细表、打印及查询 存梁资料、查询桥隧涵秋人资料、秋检结果增减汇总及打印。 2 1 5 路基设备台帐管理系统 按路基设备的功能和类型将其分为路基基本体库、路基防护加固 库、路基排水设备库、路基基床加强设备库、路基其他设备库等五个 路基设备基本库。 软件采用f o x p l u s e 语言编制，在汉字系统下均可运行。报表 t e p 时的表格线、字型、行距等打印控制符u c d o s 系统的规定设置。 因此，打印需在上述汉字系统中运行。 软件采用拉式光带菜单。数据输入采用屏幕选择的方法。在整个 输入过程中只需键入简单的数字或英文字母即可，免除了汉字的输 入。同时在选择输入过程中软件设置了选择范围检测功能，避免了误 操作带来的差错。因此，具有良好的入机对话功能，数据可靠性较高。 软件具有数据输入、数据汇总、打印汇总，数据修改等五种功能。 一路基本体设备库简介 路基本体设备库用于存放路基本体的分段数据及路肩、检查道等 辅助设备的数据。数据库以设备类型为单位进行区分。同设备按其高 度变化点的有关规定进行分段。每个分段点为一条记录，数据输入时， 按设备类型分为路堤、路堑、桥梁及隧道等四种。 二路基排水设备库：路基排水设备库主要存放各种不同类型 i o ! ! 塑窒望查兰塑主堂垡堡苎 笙三兰三箜笪些! i ：垦些堕些些 的排水设备的数据。按设备类型分为地表排水设备、地下排水设备两 大类。 三路基防护加固设备库：路基防护加固设备库主要存放各种不 同类型的防护加固设备的数据，数据库中的记录以设备为单元进行存 储。 四路基基床加强设备库：路基基床加强设备库用于存放路基基 床经过特殊处理的设备数据，数据库中的记录以设备为单元进行存 储。根据路基基床加固处理方法，归纳为换砂、土工合成材料、改性 土、改性桩及其他等五种。当同时存在二种处理材质，应填主要材质， 例如换砂与土工合成材料同时存在时，以土工材料为主。 五路基其他设备库：路基其他设备库主要存放抗滑桩、锚固( 包 括锚杆和锚索) 、软基加固等设备的数据。数据库以设备为单元，每 处设备一条记录。 2 1 6 路基秋检管理系统 采用f o x b a s e 语言编制，在汉字系统下均可运行。报表打印i i j 的表格线、字型、行距等打印控制符按2 1 3 或u c d o s 系统的规定设 置。因此，打印报表时需要在上述汉字系统中运行，否则表格线和扣 印字符容易出错。 软件使用的屏幕菜单为下拉式光带。数据输入时采用屏幕选择的 方式。在整个屏幕选择的方式。在整个屏幕输入过程中只需键入数字 选择项或英文字母即可，避免了繁锁的汉字输入过程，同时在屏幕输 入过程中软件针对用户选择的数据范围设置了检测功能，避免了因误 操作而带来的差错。因此，软件具有良好的入机对话功能，数据的可 靠性、正确性得到了有力的保障。 软件具有数据输入、数据汇总、直接汇总、打印、数据比较等五 种功能。 一路基秋检数据的输入 路基设备状态秋季检查的数据输入分为：秋检病害、秋检修改、 北方交通大学硕士学位论文 第二章工务管理信息化的现状 明细修改等四种功能。 工务段在每年秋季对管辖范围的路基设备状态进行检查。检查结 果按有关规定进行评定，对评定为病害设备的路基应进行登记以便同 后进行处理和维修。路基秋检病害基本库就是存放每年秋检时被评定 为失格的路基病害设备的具体数据。秋检病害子菜单是为工务段 每是为工务段每年在建立路基秋检病害基本库时数据库记录的输入或 添加而设置的，具体操作由工务段负责。 二路基秋检的数据汇总 路基秋检数据的汇总包括秋检病害汇总，路基明细扣分汇总、路 基秋检病害汇总比较，路基明细扣分汇总比较等四项汇总功能。软件 在汇总过程中屏幕显示汇总进度栏，根据进度栏的显示用户可以了解 汇总进行的程度。 2 2 各系统使用效果分析 通过各个科研单位和现场工务管理部门的密切合作，现在各个路 局的工务管理信息化水平比以前有了很大的提高。上面对常用的几个 工务管理信息系统的特点已经进行了系统的分析和研究。经过现场的 使用反馈信息表明，目前这几个管理信息系统普遍存在一些不足和缺 陷，具体表现在： 1 基本上只是完成一些基础数据的上报功能，并不能对现场的 的管理起到实际的辅助决策作用： 2 工务设备病害是目前影响运输生产和行车安全的主要因素， 它是工务管理的最重要的基础信息和资料，而目前的几个管理信息系 统不能反映工务设备病害的一些详细情况，没有很好的满足现场的实 际工作需要，给工务管理工作带来不便； 3 版本比较老化：目前使用的几个工务管理信息系统大多要求 d o s 环境下运行，而目前的现场管理人员对d o s 操作系统并不十分 熟悉，并且人们更习惯于使用w i n d o w s 操作系统。版本的老化也是 制约该系统推广使用，发挥其实际价值的重要因素； 北方交通大学硕士学位论文 第二章工务管理信息化的现状 4 目前工务管理工作是不断发展的，经常会出现新的工作内容， 因此对管理信息系统的功能也提出新的要求。以前的开发工务管理信 息系统，开发的时间比较早，受当时开发水平的限制，对目前的系统 进行后期开发比较困难； 5 这些软件都是单一、孤立和不同时期开发的，系统的软硬件 环境又不一致，给推广使用带来诸多不便。 以上的缺点和不足也是我们在以后的工务管理信息系统开发过 程中应该注意和避免的，吸取以前的成功经验，认真总结不足，只有 这样我们的铁路工务管理信息化水平才能不断提高。 北方交通大学硕：学位论文 第三章工务管理中的路基病害管理 第三章工务管理中的路基病害管理 铁路路基是轨道的基础，是列车运行的基石。保持路基设备经 常处于良好状态，是保证列车按规定的最高速度、平稳、安全和不洲 断运行的基本要求。因此，路基设备状态的检查和修理是一项艰巨和 重要的基础工作。为了更好地掌握路基状态的变化情况，合理安排路 基设备的日常维修和大修，在满足铁路运输不断发展的需要和确保列 车安全的情况下尽可能的延长设备的使用寿命，以最小的投入争取最 大的经济效益是路基设备管理工作的基本职责。 应用计算机技术建立路基病害管理信息系统是路基设备管理工 作的一项必不可少的基本工作。开发管理信息系统之前，必须对现场 的工作进行系统的研究和分析。 3 1 路基生产、管理组织机构 一、组织机构的设置 各铁路局、铁路分局和工务段应根据自己的情况，设置路基专 业生产、管理机构。 地形及地质条件复杂，路基设备及病害多的铁路局，应设路基 科、路基病害鉴定队及路基大修设计组。也可根据工作需要设立桥隧 路基科。分局工务分处应设路基养护专职管理人员，路基大修工作量 较大的分局也可设路基大修设计组。 山区、丘陵地区铁路或路基病害严重( 如裂土、软土地段较多) 的工务段，应设路基室、路基室、领工区、路基工区( 包括危岩工区) ， 工区下设病害观测小组、巡山巡河小组及危险处所看( 巡) 守小组。 平原地区的工务段，应根据病害情况及设备数量的多少，设置 相适应的机构和人员。 风砂地区的工务段，还应根据风砂病害的情况及设备数量，没 置治沙领工区和治沙工区。 ! ! 立窒望查兰堡主堂垡堡兰 笙三童三堑笪堡! 堕堕兰丛童笪：! i 一 二、路基病害管理工作： 1 在路局工务处桥隧路基科的指导下，各工务段路基室，按计 划完成各项生产任务，按时下达工区月计划，及时上报月、季度总结 报告。 2 各工务段路基室指导和检查工区的各项工作，参加技术较复 杂的工程项目施工及扫山工作。 3 各工务段路基室严格执行设备检查制度，全面掌握管内路基 设备状况和病害情况，及时处理管内路基不良处所，修改路基病害登 记簿。 4 各工务段路基室参加工务段组织的设备、防洪大检查，工区 维修的复验工作和路基状态检查评定。 5 认真贯彻并教育职工执行路基大修维修规则及有关规章命 令。 3 2 路基大维修工作 路基大修和维修工作的基本任务是：经常保持路基排水、防护、 加固设备的完好状态，充分发挥其作用，延长设备使用寿命，及时整 治路基病害，预防病害的发生和发展；有计划地改善路基设备状态， 不断提高设备质量和路基承载能力，满足铁路运输的需要。 3 2 1 路基维修 一路基维修工作范围 维修要坚持“预防为主，维修并重，综合整治，排水第一”，做 到预防性计划维修、小型病害整治与经常保养相结合，并认真加强检 查和巡守工作。大修主要承担对工作量较大、技术较复杂的路基病害 工点有计划地进行整治，改善和提高路基的稳定性。 路基维修的工作范围为： 1 计划维修一整修或增补各种排水设备；修补边坡坡草皮和破 面岩石裂缝；整修各种防护、加固设备：维修路基范围内的河岸防护、 北方交通大学 ! j i 士学位论文 第三章工务管理中的路基炳害管删 河流调节等建筑物；路基安全设备的加固与防锈；清除危石。 2 小型病害整治一整治工程量较小、技术不太复杂的路基病害， 如处理堑坡的危岩、岩体的裂缝、边坡溜塌、风化剥落、路基下沉等。 3 经常保养一清除路基排水设备内淤积物，铲除杂草并补脱落 缝：清除护砌破面以及泄水孔内的堵塞物以及杂草并勾补灰缝；清除 路堑坡以及自然山坡的零星活石、危石、松动孤石；经常保持路基设 备的栏杆、检查按期涂漆防锈；修筑、整修上山下河检查小道；其它 路基设备的经常保养、紧急修补工作。 4 观测巡守一在严重崩塌、落石、坍方、下沉等病害地段设常 年看守组：对突然发生的危及行车安全的严重路病害以及雨季可能发 生的路基灾害处所设置的雨季临时看守组；山区铁路据路基病害情况 设置巡山巡河小组。 3 2 2 路基大修工作 一路基大修包括以下主要内容： 1 整治路基维修工作范围以外较大的路基病害，如滑坡、崩塌、 落石、边坡溜坍、风化削落、基床下沉下挤、基床翻浆冒泥、排水不 良、陷穴、河岸冲刷( 危及路基者) 、泥石流( 危及路基者) 、冻害、 雪害及砂害等。 2 加宽路基及改善边坡坡度。 3 整修、改善和增建路基排水、防护和加固设备。 二 路基大修计划内容 1 路基大修件名，以一处病害为单位，按“预防为主，防治结 合，不留后患”的原则，可将病害处所的其他路基病害列入同一名综 合整治。 2 按工程性质、病害轻重、工难易和投资大小，分为局管和分局 管件名。具体划分由各局自定。 3 工务段结合春季检查认真进行现场调查，并查核历史资料( 各 项竣工资料，路基病害登记簿或登记卡片) 及病害观测记录，分析病 6 些塑銮里茎堂堡：! 兰堡笙塞 害成因和发展变化过程 件名申请。 第三章工务管理中的路基病害管理 3 3 路基技术资料 对符合路基大修工作范围的处所，提出大修 路基技术资料应系统地反映各种路基设备数量和状态及各种路基 病害数量及发生、发展的规律。通对对路基技术资料的分析研究，可 以做到： 1 找出路基病害的产生原因、发展规律、以往整治方法的成败 经验，为拟定有效而又经济的整治方案提供依据。 2 正确掌握各种路基设备的状态，总结其养护方法，不断提高 养护水平。 3 研究和比较既有各种路基设备建筑物的优缺点，为改进结构 形式，创造新技术、新型结构提供参考。 4 正确编制路基维修定员和路基大修、维修及防洪工程计划。 路基技术资料般包括： ( 1 ) 里程：病害点的线别及起讫里程。 ( 2 ) 病害种类：为便于管理，病害分类不宣过多，并将一些可 能引起路基病害的不良状态也列入路基病害种类。病害种类分为：滑 坡( 含错落) 、边坡溜坍( 含坍滑或滑坍) 、崩塌落石( 含崩塌、落石、 坍塌) 、风化剥落( 含边坡冲蚀) 、陷穴( 含岩溶塌陷、黄土陷穴、人 工穴洞、生物巢穴及沙坑等) 、基床下沉外挤( 含道碴囊) 、基床翻闲 冒泥、河岸冲刷、水浸路基、( 含水漫、水冲路基) 、排水不良、泥石 流、冻害、雪害、砂害、其他。 其中河岸冲刷和泥石流两类为影响路基的地段，以及水浸路基可 能影响路基稳定时才列入路基病害。 ( 3 ) 示意图：内容包括病害地段地形、地貌图及有代表性的横 断面：路基病害处所与线路的平面关系：路基设备的形式及状态等。 必要时可附照片。 ( 4 ) 病害情况及原因：记载病害发生的时间和演变过程；详细 北方交通人学坝l 学位论文第三章i 务管理中蝗堕苎塑童链型 说明现有设备的状况、病害地段的工程地质和水文地质概况：综合分 析病害发生的原因及今后需采取的整治措施。 ( 5 ) 历年整治措施：记载历年对病害所采取的整治措施、工程 项目及数量等。 ( 6 ) 工程效果：记载每次整治措施的效果。 北方交通大学硕上学位论文 第四章路基病害肢j # 防治 第四章路基病害及其防治 路基病害常常削弱路基的强度，导致路基变形，影响其稳定性， 以不同形式、不同程度威胁着行车安全。因此，认真研究病害发生、 发展的因素与规律，采取相应的积极防治措施，是维护铁路行车安全 的一个不容忽视的重要环节。因此，对铁路路基病害特别是路基病害 较严重地区的铁路路基病害区域进行较为详细的研究对铁路工务管理 具有十分重要的意义。 路基病害往往是多种类型并存、相互相诱而加剧，只有全面调查 分析、综合治理，才能收到预期效果。 本章将结合铁路病害资料及现场处理铁路病害的经验方法，对我 国铁路工务管理中路基病害的种类进行系统的归类，同时对相应的处 理方法和措施进行总结。 4 1 路基病害分类及整治方案 4 1 1 基床病害及其防治 基床直接承托轨道上部建筑的荷载，受列车动力作用和水文、气 候变化的影响较大，因而基床的强度和稳定性若不能适应复杂的动荷 载和水、温度等自然条件的变化，便会发生基床病害，随之产生各种 类型的永久性变形。根据基床病害的基本成因和性质，按其典型的外 部特征，结合发生的部位，可分为翻浆冒泥、下沉外挤、冻胀等基本 类型。 一，翻浆冒泥 ( 一) 翻浆冒泥的类型与特征 基面翻浆冒泥分为土质基面翻浆冒泥、风化石质基面翻浆冒泥和 裂泉眼翻浆冒泥三类。 ! ! 立奎望盔堂堡主兰垡堡苎 笙婴垩堕茎堕童墨丛堕塑一 ( 二) 翻浆冒泥的成因及其危害 翻浆冒泥的原因是复杂的，但必须同时具备下列因素才能发生。 1 基床：基床土质不良是形成翻浆冒泥病害的主要内因。 2 水：水( 包括地表水和地下水) 是翻浆冒泥病害的诱发因素。 南方多雨地区，若地表排水设施不良，致使基床上含水量高，破坏了 土壤的固体状态下的物理力学性质，则促使病害的发生和发展。在地 下水位较高之处，同理可促成病害。 3 动荷载：列车动力的冲击作用是发生翻浆冒泥病害的主要外 因。遇水软化的基床面在反复的不问断的动压力下加速强度的衰减。 随着列车通过时轨道产生的抽吸作用，基面的泥浆便被挤压上冒、翻 出枕面。 翻浆冒泥病害的发生，会使线路上部建筑难以保持正常的工作 状态，诸如轨枕吊板、暗坑等线路病害继而产生。由于在病害地段， 钢轨易变形，木枕易腐朽，夹板易断折，道碴消耗大，故使紧急补修 工时增多，维修成本提高，给线路养护工作造成困难。若线路质量不 好，则直接影响列车运行的安全性。 ( 三) 翻浆冒泥的整治方法 总的说来，翻浆冒泥病害的整治应采取综合整治的方法，尤其应 当重视消除水的影响，例如排除地表水、降低地下水位等等。只有在 此f ；i 提下，方可考虑其他相应的措施。 目前常采用的整治方法有： 1 砂垫床 砂垫床最适于整治无地下水影响的土质基面翻浆，也适用于风化 石质基面翻浆，并经常作为封闭层、换土等方法的辅助措施，但不适 用于裂隙泉眼翻浆及挤出。 2 基面土工隔层 在基床表面铺设土工隔层( 包括土工板封闭层和无纺土工纤维渗 滤层) ，其作用是防止地表水下渗造成基床表层的软化，或阻隔地下 水及泥浆上冒污染道床，并在一定程度上加固道床。 3 换填：换填系指用其它填料更换基床的不良土，以改变基床的 2 0 ! ! 查銮塑查堂塑主兰堡堡苎 笙墅兰堕茎堕查些! ! 堕堕 土质条件，提高基床的承载能力。 二、下沉外挤 ( 一) 下沉外挤的形成与特征 下沉病害多发生在基床土为中塑性或高塑性粘土、淤泥、泥炭风 化残积土、粉土质粘土、粘土等土质时。路堤由于地表水的渗入，路 堑由于地下水位较高，基床土被水浸蚀后极度软化而造成病害。 ( 二) 下沉外挤的整治方法 1 换填 换填系指用其它填料更换基床的不良土，以改变基床的土质条 件，提高基床的承载能力。换填可有效地整治挤出、道碴囊等病害。 2 压力注浆( 化学加固) 用压力把浆液注入地层，把原来松散的土粒或裂隙固结成一个强 度大，防水防渗性能和化学稳定性好的整体，这种方法叫做土体的压 力注浆或土体的化学加固。 三，冻胀( 见冻害及防治一节) 4 1 2 坡面病害及其防治 常见的坡面病害主要有边坡溜坍、边坡坍塌、风化剥落、坡面冲 刷等类型。病害的轻重程度除与当地的气象环境条件密切相关外，还 取决于边坡土( 石) 的性质和边坡地层组成及其所受地质构造运动的 影响。 一、边坡溜坍 边坡溜坍是粘性土质边坡的常见病害，主要有两种表现形式： ( 一) 是粘性土干燥时易崩裂且透水性弱，因而在长期阴雨或暴 雨后，雨水沿裂隙下渗，造成表层饱和失去稳定，沿着下部未软化的 土层发生溜坍； ( 二) 是在倾斜岩层上的粘性土覆盖层，受地面水下渗或地下水 的影响，产生沿基岩面的溜坍。表层溜坍，轻者堵塞侧沟，重者掩埋 线路，病害继续发展将会造成整个边坡的破坏。 边坡溜坍的整治可采用多种方法：路堑地段，当边坡坡度缓于1 ： 韭查銮塑查堂堡主兰垡丝苎 笙型垦堕苎丛查丝! ! 堕堕一 12 5 ，且不高者可进行种草，当边坡坡度在l ：o 7 5 1 ：1 间且气候 适宜草木生长的地区可铺植草皮或种植灌木：当边坡缓于1 ：1 2 5 ， 当地又有石料来源，可采用干砌片石护坡；若坡度在1 ：1 1 ：1 2 5 间中采用浆砌片石护坡。表层曾发生过溜坍的土质堑坡经刷坡整修后 若采用肋式浆砌片石护坡，其肋柱埋置一般不少于1 m 。 二、边坡坍塌 边坡坍塌是在路堑边坡坡度陡于天然休止角( 土体达到天然极限 稳定平衡状态时，坡面与水平面的夹角叫做天然休止角可稳定安息 角) 时，由于其稳定性较差，在坡面水或地下水作用下发生的一种变 形形式，常发生于节理较发育、岩层较破碎、风化较严重的岩质路帮 或土质路堑。这种病害发展过程时间较长，开始在堑顶附近出现裂缝， 并缓慢地逐渐扩大。当扩大到一定程度时，在外界条件的影响下，突 然顺边坡坍塌下来。在大坍塌之前，常有局部坍塌伴生，并能听到岩 石的错动声音。大变形之后，还常有小的局部坍塌产生，每次坍塌都 不按固定的面移动，但坍塌体的下缘均位于临空面，一直坍到岩层或 土层的稳定安息角为止。坍塌体多呈锥形堆于坡脚其前缘上陡下缓。 由于这种变形具有突然大量坍落的性质，常常造成行车事故。 边坡坍塌的整治方法视病害的不同发展期而异。在预防期，对于 各种易于风化的岩石( 除成岩作用很差的红色粘土岩外的花岗岩、泥 质砂岩、泥质板岩、页岩、干枚岩等) 组成的各种坡度的边坡，地下 水不发育时可采用抹面、喷浆等方法。单纯用喷浆防护易脱落时，可 用锚杆铁丝肉喷浆( 喷射混凝土) 。开始出现裂缝的地段，在边坡仍 处于稳定平衡的状态下，边坡坡度不陡于l ：1 时可采用干砌片石护 坡，边坡坡度在1 ：0 3 1 ：1 时采用浆砌片石护墙。当边坡开始失稳 坍塌时，应采用衡重式浆砌片石拦石墙，必要时可采取多级拦石墙 三、风化剥落 风化剥落多指整个石质边坡比较稳定，但边坡表面由于风化作 用，呈薄片状或小颗粒状从坡面上剥离下来，常发生于易受风化的岩 质边坡( 如绿泥片岩、页岩、干枚岩、云母片岩、滑石片岩等) 或软 硬互层的松软层。 风化作用可分为物理风化、化学风化与生物风化。物理风化系由 北方交通犬学硕上学位论文 第四章路基病害及其防治 于温度变化、岩石孔隙中水分的冻结、水及气流的机械作用使岩石碎 成各种大小不等的碎屑，而矿物及化学成分不变。化学风化系在空气 和水沿裂缝和孔隙渗入岩石的同时，带来的氧气和二氧化碳气引起岩 石的化学变化，不断地使岩石逐渐变成疏散的土质和另一种矿物或不 同化学成分的岩石。生物风化系植物和动物的有机质对岩石的破坏作 用。这三类风化是紧密地互相关联的，且常常在同一地点出现，病害 的初期对行车影响不大，仅增加养护维修的工作量，但继续发展将会 影响边坡稳定并造成坍塌。 风化剥落的整治方法有：对于易风化的岩质边坡，为防止坡面继 续风化，可采用抹面、喷浆、灌浆等措施；对剥落程度较严重的地段， 应使坡面隔热隔水，可采用护墙( 当边坡较陡时) 或护坡( 当边坡较 平缓时) 。如坡面剥落现象不十分严重，且不致引起其它病窖时，则 可在堑坡脚留出1 0 2 o m 宽的侧沟平台，以防止风化剥落物掉入侧 沟内。 四、坡面冲蚀 较高的土质边坡或风化严重的软质岩边坡的坡面，由于受地面径 流的冲刷会形成冲沟( 鸡爪沟) 、冲坑，边坡下部尤为严重。冲积物 会堵塞侧沟，造成排水不良、道床翻浆及基床变形，暴雨时还往往造 成侧沟淤积、流泥漫道等现象。坡面的完整被破坏后，影响到边坡的 稳定。可能发展成溜坍。 坡面冲蚀的防治除按边坡溜坍的方法防治外，对于坡度不陡于l ： o 5 的边坡还可采用捶面、浆砌片石骨架护坡等措施。在坡面进行防 护的同时，尤其应重视地表水的截流、引排措施。 4 1 3 河( 库) 岸路基冲刷及其防治 一、河( 库) 岸路基冲刷的病因 在河滩、岸边修建的或者沿水库边通过的铁路路基，由于干扰了 原有水流性质，因而不免或多或少地遭受到水流、波浪以及严寒地区 封冰、流冰的坡坏和影响。 二、河( 库) 岸路基冲刷的防治措施 ! ! 塑奎塑盔兰堡主堂竺堡苎 翌! ! 里堕苎塑童丝堕堕塑一 防止水流冲刷路基的防护办法通常分为直接防护、间接防护、改 河三种方案。 ( 一) 直接防护设备 直接防护设备即直接加固路基边坡，以抵抗水流的冲刷和淘刷。 其特点是可以尽量不干扰或少干扰原来水流的性质，因而对防护地段 上下游及其对岸的影响轻微。 1 植物防护 植物防护包括铺草皮与种植防水林、挂柳。 2 ，抛石( 堆石) 防护 抛石( 或堆石) 防护系选用一定粒径的坚硬、耐冻、不易风化的 石块，按照一定的断面形式抛掷或堆砌于路基边坡、坡脚或河床内， 用以防止经常浸水、水流方向比较稳定、无严重局部冲刷且河床地层 承载力较强的路基边坡下部及河岸遭受冲刷的防护建筑物。 3 干砌片石护坡 干砌片石护坡适用于位于水流比较平顺的河岸滩地边缘，不受主 流冲刷的周期性浸水的路堤边坡以及波浪作用不太强烈的水库边岸防 护。 护坡基础应埋置于最大冲刷深度以下。当冲刷深度在l m 以内时， 可用墁石铺砌基础。 4 浆砌片石护坡 浆砌片石护坡适用于受主流冲刷或受强烈波浪作用或有封冰、流 冰的路基边坡以及河岸和水库边岸的防护。 护坡基础多用脚墙形式。当冲刷深度在3 5 m 以内时，基础一般 直接埋置在冲刷深度线以下不小于o 5 1 o m ，并使其底面低于河槽 最深处。 5 石笼防护 石笼防护采用铁丝笼装上石块成笼，它有较好的强度和柔性，而 且不需用较大的石料，适用于受洪水冲刷但无滚石的河段和大石料缺 少地区。 6 混凝土板护坡 混凝土板护坡用c 1 3 c 1 8 混凝土预制成边长不小于l m ，厚度为 o 0 8 0 2 m 的板块，并配置一定数量的构造钢筋，可用来代替浆砌片 石砌筑成混凝土护坡。 北方交通大学硕上学位论文 第四章路基病害，5 乏j c 防治 7 浸水档土墙 在需要设置坚强防护的地段，或因地形限制不宜设置其它类型冲 刷防护建筑物的峡谷急流和冲刷严重的河段，采用浸水挡土墙比较经 济合理。 ( 二)